package com.wzh.test.sort;

import java.util.Arrays;

/**
 * 排序算法
 */
public class SortMain {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arrTest = {1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0};
        int count = 1000000;
        int[] arr = new int[count];
//        for(int i = 0; i < 100000;i++){
//            arr[i] = (int) (Math.random()*100000);
//        }
//        bubbleSort(arr);
//        for(int i = 0; i < 100000;i++){
//            arr[i] = (int) (Math.random()*100000);
//        }
//        selectSort(arr);
//        for (int i = 0; i < count; i++) {
//            arr[i] = (int) (Math.random() * count);
//        }
//        insertSort(arr);
//        for (int i = 0; i < count; i++) {
//            arr[i] = (int) (Math.random() * count);
//        }
//        shellSort(arr);
//
//        for (int i = 0; i < count; i++) {
//            arr[i] = (int) (Math.random() * count);
//        }
//
//        long begin = System.currentTimeMillis();
//        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
//        long end = System.currentTimeMillis();
//        System.out.println("快速排序=" + (end - begin));
//        quickSort2(arr1, 0, arr1.length - 1);
//        System.out.println(Arrays.toString(arr1));

        //mergeSort(arr1, 0, arr1.length - 1);
//        int[] arr2 = {4, 5, 6, 1, 2, 3};
//        int[] arrTemp = new int[arr1.length];
//        mergeSort(arr1, 0, arr1.length - 1,arrTemp);
//        System.out.println(Arrays.toString(arr1));

        int[] arrForRadix = {234,432,123,321,456,654,567,786,987,78,9,1,2,3,4,3,2};
        radixSort(arrForRadix,3);
        System.out.println(Arrays.toString(arrForRadix));

    }

    public static void radixSort(int[] arr,int maxNumberLength){
        //定义10个桶，每个桶又是一个数组，每个数组从长度=arr.length
        int[][] buckets = new int[10][arr.length];
        //定义一个数据,记录每个桶中有效数据的index位置
        int[] bucketIndeies = new int[10];
        //循环arr，依次得到个位数，十位数，百位数 放到对应的桶中
        int n = 1;
        for(int k = 1; k < maxNumberLength;k = k + 1) {
            for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
                int digitOfElement = arr[i] / n % 10;
                //放到对应的桶中
                buckets[digitOfElement][bucketIndeies[digitOfElement]] = arr[i];
                bucketIndeies[digitOfElement]++;

            }
            //依次取出每个桶中的数据,放回元数据
            int arrNowIndex = 0;
            for (int i = 0; i < buckets.length; i++) {
                if (bucketIndeies[i] > 0) {
                    //说明桶中有数据
                    for (int j = 0; j < bucketIndeies[i]; j++) {
                        arr[arrNowIndex] = buckets[i][j];
                        arrNowIndex++;
                    }
                    bucketIndeies[i] = 0;
                }
            }
            n = n * 10;
        }

    }

    public static void mergeSort(int[] arr, int left, int right,int[] arrTemp) {
        if (left != right) {
            int mid = (left + right) / 2;
            mergeSort(arr, left, mid,arrTemp);
            mergeSort(arr, mid + 1, right,arrTemp);
            merge(arr,left,mid,right,arrTemp);
        }
    }

    /**
     * 归并排序 合并数组的部分
     *
     * @param arr
     * @param left
     * @param mid
     * @param right
     * @param arrTemp
     */
    public static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right, int[] arrTemp) {
        int i = left;
        int j = mid + 1;
        int tempIndex = 0;
        while (i <= mid && j <= right) {
             if(arr[i] <= arr[j]){
                 arrTemp[tempIndex] = arr[i];
                 i++;
                 tempIndex++;
             }else{
                 arrTemp[tempIndex] = arr[j];
                 j++;
                 tempIndex++;
             }
        }
        while (i <= mid){
            arrTemp[tempIndex] = arr[i];
            i++;
            tempIndex++;
        }
        while (j <= right){
            arrTemp[tempIndex] = arr[j];
            j++;
            tempIndex++;
        }

        int index = left;
        tempIndex = 0;
        while (index <= right){
            arr[index] = arrTemp[tempIndex];
            index++;
            tempIndex++;
        }
    }

    /**
     * 快速排序，记录角标的方法
     *
     * @param arr
     * @param beginIndex
     * @param endIndex
     */
    public static void quickSort2(int[] arr, int beginIndex, int endIndex) {
        if (endIndex > beginIndex) {
            int baseValue = arr[endIndex];
            int left = beginIndex;
            int right = endIndex;
            while (left < right) {
                if (arr[left] <= baseValue && left < right) {
                    left++;
                }
                arr[right] = arr[left];
                if (arr[right] > baseValue && left < right) {
                    right--;
                }
                arr[left] = arr[right];
            }
            arr[left] = baseValue;
            quickSort2(arr, beginIndex, left - 1);
            quickSort2(arr, left + 1, endIndex);
        }

    }

    public static void quickSort(int[] arr, int L, int R) {
        if (L < R) {
            //选取最后一个元素为基数
            int baseValue = arr[R];
            //定义left指针
            int i = L;
            //定义right指针
            int j = R;


            while (i <= j) {
                while (arr[i] < baseValue) {
                    i++;
                }
                while (arr[j] > baseValue) {
                    j--;
                }
                if (i <= j) {
                    //交换
                    int temp = arr[i];
                    arr[i] = arr[j];
                    arr[j] = temp;
                    i++;
                    j--;
                }
            }
            quickSort(arr, L, j);
            quickSort(arr, i, R);
        }
    }

    /**
     * 希尔排序
     * 时间复杂度 1+2+3+4+。。+n = O(n^（1.3—2）)
     *
     * @param arr
     */
    public static void shellSort(int[] arr) {
        long begin = System.currentTimeMillis();
        for (int d = arr.length / 2; d >= 1; d = d / 2) {
            for (int i = 0; i < d; i += 1) {
                for (int j = i + d; j < arr.length; j += d) {
                    int waitSortValue = arr[j];
                    int nowIndex = j - d;
                    while (nowIndex >= 0 && arr[nowIndex] > waitSortValue) {
                        arr[nowIndex + d] = arr[nowIndex];
                        nowIndex = nowIndex - d;
                    }
                    arr[nowIndex + d] = waitSortValue;
                }
            }
        }

        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("希尔排序=" + (end - begin));
        //System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

    /**
     * 插入排序，把数组一分为二
     * 时间复杂度 1+2+3+4+5+...+n = O(n²) 这是最坏的情况
     * 1+1+1+1=O(n)这是最好的情况
     *
     * @param arr
     */
    public static void insertSort(int[] arr) {
        long begin = System.currentTimeMillis();
        for (int j = 1; j < arr.length; j++) {
            int waitSortValue = arr[j];
            int i = j - 1;
            while (i >= 0 && arr[i] > waitSortValue) {
                arr[i + 1] = arr[i];
                i--;
            }

            arr[i + 1] = waitSortValue;

        }

        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("插入排序=" + (end - begin));
    }

    /**
     * 冒泡：两两比较，每次把大的放下面
     * 时间复杂度 n + n + n + .. + n = n*n=O(n²)
     *
     * @param arr
     */
    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        long begin = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) {
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("冒泡排序=" + (end - begin));
    }

    /**
     * 选择排序，每一轮找到最小的，放到最上面
     * 时间复杂度n + (n-1) + (n-2) + (n-3) + ... + 1 = n(n-1)/2 = (n²-n)/2 = O(n²) 但是明显比冒泡快的多
     *
     * @param arr
     */
    public static void selectSort(int[] arr) {
        long begin = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            int minValueIndex = i;
            for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
                if (arr[j] < arr[minValueIndex]) {
                    minValueIndex = j;
                }
            }
            if (i != minValueIndex) {
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[minValueIndex];
                arr[minValueIndex] = temp;
            }
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("选择排序=" + (end - begin));
    }
}
